حساب شبكات انخفاض الجهد

يعمل مستهلكو الطاقة الكهربائية بشكل طبيعي عندما يتم إمداد أطرافهم بالجهد الذي تم تصميم المحرك أو الجهاز الكهربائي من أجله. عندما تنتقل الكهرباء عبر الأسلاك ، يفقد جزء من الجهد بفعل مقاومة الأسلاك ، ونتيجة لذلك ، في نهاية الخط ، أي عند المستهلك ، يكون الجهد أقل مما كان عليه في بداية الخط .

يؤثر انخفاض جهد المستهلك مقارنة بالعادة على تشغيل المنساخ ، سواء كان ذلك لأحمال الطاقة أو الإضاءة. لذلك ، عند حساب أي خط طاقة ، يجب ألا تتجاوز انحرافات الجهد المعايير المسموح بها ، ويتم فحص الشبكات المختارة من الحمل الحالي والمخصصة للتدفئة ، كقاعدة عامة ، بفقدان الجهد.

فقدان الجهد ΔU يسمى الفرق في الجهد في بداية ونهاية الخط (جزء من الخط). من المعتاد تحديد ΔU في الوحدات النسبية - نسبة إلى الجهد الاسمي. تحليليًا ، يتم تحديد فقد الجهد بواسطة الصيغة:

حيث P - القوة النشطة ، kW ، Q - القوة التفاعلية ، kvar ، مقاومة خط ro ، أوم / كم ، xo - المقاومة الاستقرائية للخط ، أوم / كم ، l - طول الخط ، كم ، Unom - الجهد الاسمي ، كيلو فولت.

ترد في الجداول المرجعية قيم المقاومة النشطة والاستقرائية (أوم / كم) للخطوط الهوائية المصنوعة من السلك A-16 A-120. يمكن أيضًا تحديد المقاومة النشطة لمسافة كيلومتر واحد من موصلات الألومنيوم (الفئة أ) والصلب والألمنيوم (فئة AC) من خلال الصيغة:

حيث F هو المقطع العرضي لسلك الألمنيوم أو المقطع العرضي لجزء الألومنيوم من سلك التيار المتردد ، مم 2 (لا تؤخذ موصلية الجزء الفولاذي من سلك التيار المتردد في الاعتبار).

وفقًا لـ PUE («قواعد التركيبات الكهربائية») ، بالنسبة لشبكات الطاقة ، يجب ألا يزيد انحراف الجهد عن الوضع الطبيعي عن ± 5٪ ، بالنسبة لشبكات الإضاءة الكهربائية للمؤسسات الصناعية والمباني العامة - من +5 إلى - 2.5٪ ، للمباني السكنية شبكات الإنارة الكهربائية للمباني والإنارة الخارجية ± 5٪. عند حساب الشبكات ، فإنها تنطلق من فقدان الجهد المسموح به.

مع الأخذ في الاعتبار الخبرة في تصميم وتشغيل الشبكات الكهربائية ، تؤخذ خسائر الجهد المسموح بها التالية: للجهد المنخفض - من حافلات غرفة المحولات إلى المستهلك البعيد - 6٪ ، وتتوزع هذه الخسارة تقريبًا على النحو التالي : من المحطة أو المحول الفرعي إلى مدخل المبنى اعتمادًا على كثافة الحمل - من 3.5 إلى 5٪ ، من المدخل إلى المستخدم البعيد - من 1 إلى 2.5٪ ، للشبكات عالية الجهد أثناء الوضع العادي التشغيل على شبكات الكابلات - 6٪ ، في النفقات العامة - 8٪ ، في وضع الطوارئ للشبكة في شبكات الكابلات - 10٪ وفي الهواء - 12٪.

يُعتقد أن الخطوط ثلاثية الأسلاك ثلاثية الطور بجهد 6-10 كيلو فولت تعمل بحمل موحد ، أي أن كل مرحلة من مراحل هذا الخط يتم تحميلها بالتساوي. في شبكات الجهد المنخفض ، بسبب حمل الإضاءة ، قد يكون من الصعب تحقيق توزيع موحد بين المراحل ، وهذا هو السبب في استخدام نظام رباعي الأسلاك بتيار ثلاثي الأطوار 380/220 فولت. النظام والمحركات الكهربائية متصلة بأسلاك خطية ، ويتم توزيع الإضاءة بين الأسلاك الخطية والأسلاك المحايدة. بهذه الطريقة ، يتم معادلة حمل المراحل الثلاث.

عند الحساب ، يمكنك استخدام كل من القوى المشار إليها وقيم التيارات التي تتوافق مع هذه القوى. في الخطوط التي يبلغ طولها عدة كيلومترات ، والتي تنطبق بشكل خاص على الخطوط ذات الجهد الكهربي من 6-10 كيلو فولت ، تكون من الضروري مراعاة تأثير المقاومة الاستقرائية للسلك على فقد الجهد في الخط.

بالنسبة للحسابات ، يمكن افتراض أن المقاومة الاستقرائية لأسلاك النحاس والألومنيوم تساوي 0.32-0.44 أوم / كم ، ويجب أخذ القيمة الأقل على مسافات صغيرة بين الأسلاك (500-600 مم) والمقاطع العرضية للسلك فوق 95 مم 2 فأكثر على مسافات 1000 مم فأكثر والمقاطع العرضية 10-25 مم 2.

يتم حساب فقدان الجهد في كل موصل لخط ثلاثي الطور ، مع مراعاة المقاومة الاستقرائية للموصلات ، بواسطة الصيغة

حيث يكون المصطلح الأول على اليمين هو المكون النشط والثاني هو المكون التفاعلي لفقدان الجهد.

يكون الإجراء الخاص بحساب فقد الجهد لخط كهربائي بموصلات من معادن غير حديدية ، مع مراعاة المقاومة الاستقرائية للموصلات ، على النحو التالي:

1. حددنا متوسط ​​قيمة المقاومة الحثية لسلك الألمنيوم أو أسلاك الفولاذ والألمنيوم إلى 0.35 أوم / كم.

2. نحسب الأحمال النشطة والمتفاعلة P ، Q.

3. احسب خسارة الجهد التفاعلي (الاستقرائي)

4. يتم تعريف خسارة الجهد النشط المسموح بها على أنها الفرق بين خسارة جهد الشبكة المحددة وخسارة الجهد التفاعلي:

5. تحديد المقطع العرضي للأسلاك ، مم 2

حيث γ هو مقلوب المقاومة المحددة (γ = 1 / ro - التوصيل النوعي).

6. نختار أقرب قيمة معيارية لـ s ونجد لها المقاومة النشطة والاستقرائية عند 1 كم من الخط (ro، NS).

7. احسب القيمة المحدثة فقدان الجهد حسب الصيغة.

يجب ألا تتجاوز القيمة الناتجة خسارة الجهد المسموح بها.إذا اتضح أنه مقبول أكثر ، فسيتعين عليك أن تأخذ سلكًا بقسم أكبر (تالي) وحسابه مرة أخرى.

بالنسبة لخطوط التيار المستمر ، لا توجد مقاومة استقرائية ويتم تبسيط الصيغ العامة الواردة أعلاه.

حساب الشبكات NS فقدان الجهد الحالي الثابت.

دع الطاقة P ، W تنتقل على طول خط الطول l ، mm ، هذه القوة تتوافق مع التيار

حيث U هو الجهد الاسمي ، V.

مقاومة السلك عند كلا الطرفين

حيث p هي المقاومة المحددة للموصل ، s هي المقطع العرضي للموصل ، mm2.

فقدان جهد الخط

يجعل التعبير الأخير من الممكن إجراء حساب حسابي لفقدان الجهد في خط موجود عندما يكون حمله معروفًا ، أو اختيار المقطع العرضي للموصل لحمولة معينة

حساب شبكات التيار المتردد أحادية الطور لفقدان الجهد.

إذا كان الحمل نشطًا تمامًا (الإضاءة ، أجهزة التدفئة ، إلخ) ، فلن يختلف الحساب عن حساب الخط الثابت أعلاه. إذا كان الحمل مختلطًا ، أي يختلف عامل القدرة عن الوحدة ، فإن صيغ الحساب تأخذ الشكل:

فقدان جهد الخط

والقسم المطلوب من خط الموصل

بالنسبة لشبكة التوزيع بجهد 0.4 كيلو فولت ، والتي تغذي خطوط المعالجة والمستقبلات الكهربائية الأخرى لشركات الأخشاب أو الأعمال الخشبية ، يتم وضع مخطط تصميمها وحساب فقد الجهد للأقسام الفردية. لتسهيل العمليات الحسابية في مثل هذه الحالات ، استخدم جداول خاصة. دعنا نعطي مثالاً على مثل هذا الجدول الذي يوضح فقد الجهد في خط علوي ثلاثي الطور مع موصلات ألمنيوم بجهد 0.4 كيلو فولت.

يتم تحديد خسائر الجهد بالصيغة التالية:

حيث ΔU - خسارة الجهد ، V ، Δ القسم - قيمة الخسائر النسبية ،٪ لكل 1 كيلوواط • كم ، Ma - ناتج القدرة المرسلة P (kW) بطول الخط ، kW • km.